[发明专利]芳烃脱硫脱氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芳烃脱硫脱氮的方法。

背景技术

芳烃，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯等是非常重要的基本有机化工原料。苯和乙烯在分子筛催化剂存在时可以发生烷基化反应生成乙苯，乙苯在催化剂存在下直接脱氢或氧化脱氢可生成苯乙烯，作为聚苯乙烯和ABS树脂的单体使用；苯和丙烯在分子筛催化剂存在时发生烷基化反应生成异丙苯，异丙苯进一步氧化生成过氧化氢异丙苯，过氧化氢异丙苯既可以在酸作用下分解生产苯酚、丙酮，也可以在含钛二氧化硅催化剂存在下选择氧化丙烯生产环氧丙烷；甲苯可以在分子筛催化剂存在下发生歧化或择形歧化反应生成对二甲苯。从上述反应可知，当以芳烃为原料，如以苯为原料进行烷基化反应，以甲苯为原料进行歧化和择形歧化反应时，以乙苯为原料进行脱氢或氧化脱氢时，它们均需在催化剂上完成，而这些催化剂对原料中的杂质，特别是硫化物和氮化物非常敏感，微量硫化物或氮化物的存在就可能会导致催化剂中毒，影响反应的正常进行。

目前常用的脱硫方法有加氢脱硫、催化脱硫、精馏脱硫和吸附脱硫。加氢脱硫由于需要氢源，且在加氢脱硫过程中芳烃的苯环会被加氢，因此成本高且芳烃原料损失严重，不适合芳烃脱硫。催化脱硫由于使用催化剂，在脱除硫化物的过程中容易导致芳烃原料的催化反应，影响原料收率。精馏脱硫设备投资成本高，且由于某些硫化物与芳烃形成共废物，脱硫精度达不到工艺要求。吸附脱硫由于操作简便，能耗低等优点，其应用范围不断扩大（石油化工，2004,33:122；化工环保，2003,23:22）。CN101525549A公开了一种加氢裂化尾油深度吸附脱硫脱氮方法，它包括将含有一定量硫化物和氮化物的加氢裂化尾油和一种加氢裂化尾油深度吸附脱硫、脱氮剂在一定温度、压力和空速下进行接触，得到吸附精制后的脱硫脱氮加氢裂化尾油，产品硫氮含量满足加氢异构脱蜡原料要求。其中脱硫吸附剂的质量百分组成为：氢氧化钠碱性剂3~20%，硝酸铜络合剂2~20%，氧化铝载体粉末60~95%，水5~20%；脱氮吸附剂的百分组成为硫酸酸性剂3~20%，硫酸铁络合剂2~20%，氧化铝载体粉末60~95%，水5~20%。但是该方法存在工艺复杂、设备投资及操作成本高、不可再生的问题。文献CN102559252A公开了一种催化裂化汽油的非加氢脱氮方法，它首先将液体脱氮剂通过静态混合器与催化裂化汽油混合后静置沉降预脱除碱性氮化物，再通过固定床与固体脱氮剂接触反应精脱除碱性氮化物。其中，液体脱氮剂由质量分数为70~80%的正磷酸、3~10%的焦磷酸铜和10~25%的水组成，固体脱氮剂是用质量浓度为20~30%的液体脱氮剂水溶液浸渍过的多孔吸附载体。但是该方法存在设备腐蚀严重、废液量大及环境污染等问题。

Y型分子筛与天然八面沸石结构类似，其晶包组成为Na₅₆(Al₅₆Si1₃₆O₃₈₄).264H₂O，孔径为9～10?，可以吸附小于9～10?的任何分子。由于Y型分子筛晶穴内部有强大的库仑场和极性起着作用，因此其作为吸附剂不仅具有筛分分子的作用，而且和其它类型吸附剂相比，即使在较高的温度和较低的吸附质分压下，仍有较高的吸附容量等特点。但由于Y型分子筛对小于9～10?分子的吸附没有选择性，尽管它对硫化物、氮化物和其它一些极性物质有一定的吸附能力，但其吸附基本上属于物理吸附，吸附过程极易达到平衡，不能实现对硫化合物、氮化物和其它一些极性杂质的深度脱除。如，苯中的主要硫化物噻吩及其同系物，氮化物N-甲基吡咯烷酮、吡啶等和苯无论在分子大小还是性质上都非常相似，而且Y型分子筛对苯、噻吩及其同系物和N-甲基吡咯烷酮、吡啶等的吸附热大致相似，因此，这些极性杂质和芳烃间存在着严重的竞争吸附作用，影响杂质的吸附效果（Ind Eng Chem Res, 2002,41:2487; Appl Catal B: Environmental, 2005,56: 137）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在吸附剂的硫容、氮容饱和容量低、脱除不彻底，从而导致使用周期短和成本高的问题，提供一种新的芳烃脱硫脱氮的方法。该方法具有硫化物、氮化物脱除率高，使用周期长，成本低的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种芳烃脱硫脱氮的方法，包括将含有硫化物和氮化物的芳烃原料与吸附剂接触，得到吸附精制后的脱硫、脱氮芳烃；其中所述吸附剂以重量百分比计包括：a）0.01~70%的选自过渡金属元素或稀土元素中的至少一种；b）30~99.99%的Y型分子筛。